JP3131929B2 - 炭素添加化合物半導体結晶成長方法 - Google Patents
炭素添加化合物半導体結晶成長方法Info
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- JP3131929B2 JP3131929B2 JP03271907A JP27190791A JP3131929B2 JP 3131929 B2 JP3131929 B2 JP 3131929B2 JP 03271907 A JP03271907 A JP 03271907A JP 27190791 A JP27190791 A JP 27190791A JP 3131929 B2 JP3131929 B2 JP 3131929B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、気相成長法による炭素
添加化合物半導体薄膜の結晶成長方法に関するものであ
る。
添加化合物半導体薄膜の結晶成長方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】III・V 属化合物半導体において、導電形
の制御に電気的活性不純物元素の添加が重要である。特
に、化合物半導体薄膜においては、デバイスの高性能化
の点から電気的活性不純物元素を高濃度に添加して、低
抵抗化することが重要である。ｎ形結晶については、シ
リコンが良好な不純物であり、添加法も容易なことから
低抵抗化は容易である。しかし、ｐ形結晶については、
不純物元素種や添加法の点から問題がある。
の制御に電気的活性不純物元素の添加が重要である。特
に、化合物半導体薄膜においては、デバイスの高性能化
の点から電気的活性不純物元素を高濃度に添加して、低
抵抗化することが重要である。ｎ形結晶については、シ
リコンが良好な不純物であり、添加法も容易なことから
低抵抗化は容易である。しかし、ｐ形結晶については、
不純物元素種や添加法の点から問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来、低抵抗のｐ形結
晶成長に用いる添加不純物としては、亜鉛やベリリウム
などのII属元素が用いられている。しかし、亜鉛は拡散
定数が大きいという欠点があり、デバイスプロセスでの
熱処理で隣接するｎ形層へ拡散し、ｐ−ｎ接合の位置が
ずれたり、ｐ−ｎ接合の急峻性が崩れたりして、デバイ
スの特性劣化の原因となっている。ベリリウムは亜鉛よ
り拡散定数が小さいが、高濃度化（低抵抗化）に伴い、
通電により異常拡散が生じることから(Appl.Phys.Lett.
58(18)、6 May 1991 p2015)、亜鉛の場合と同様にｐ−ｎ
接合の位置や急峻性が問題となる。
晶成長に用いる添加不純物としては、亜鉛やベリリウム
などのII属元素が用いられている。しかし、亜鉛は拡散
定数が大きいという欠点があり、デバイスプロセスでの
熱処理で隣接するｎ形層へ拡散し、ｐ−ｎ接合の位置が
ずれたり、ｐ−ｎ接合の急峻性が崩れたりして、デバイ
スの特性劣化の原因となっている。ベリリウムは亜鉛よ
り拡散定数が小さいが、高濃度化（低抵抗化）に伴い、
通電により異常拡散が生じることから(Appl.Phys.Lett.
58(18)、6 May 1991 p2015)、亜鉛の場合と同様にｐ−ｎ
接合の位置や急峻性が問題となる。
【０００４】炭素はＧａＡｓ系材料の良好なｐ形添加不
純物として注目され、トリメチルガリウムやトリメチル
ひ素を用いた炭素添加結晶成長方法が広く研究されるよ
うになってきた。有機金属を用いたＧａＡｓ系薄膜の気
相成長では、結晶性を良くする点から成長温度は６５０
℃以上である。しかし、従来のトリメチルガリウムやト
リメチルひ素を用いた炭素添加結晶成長方法では、成長
温度を５００℃〜５５０℃という著しい低温にしないと
炭素不純物を高濃度添加できないという重大な欠点を持
っていた。成長温度の低下は結晶性の劣化につながり、
これはデバイスの特性劣化の原因となる重要な問題であ
る。
純物として注目され、トリメチルガリウムやトリメチル
ひ素を用いた炭素添加結晶成長方法が広く研究されるよ
うになってきた。有機金属を用いたＧａＡｓ系薄膜の気
相成長では、結晶性を良くする点から成長温度は６５０
℃以上である。しかし、従来のトリメチルガリウムやト
リメチルひ素を用いた炭素添加結晶成長方法では、成長
温度を５００℃〜５５０℃という著しい低温にしないと
炭素不純物を高濃度添加できないという重大な欠点を持
っていた。成長温度の低下は結晶性の劣化につながり、
これはデバイスの特性劣化の原因となる重要な問題であ
る。
【０００５】本発明の目的は、気相成長法による高温成
長可能な高濃度炭素添加化合物半導体薄膜の結晶成長方
法を提供することにある。
長可能な高濃度炭素添加化合物半導体薄膜の結晶成長方
法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる炭素添加
化合物半導体結晶成長方法は、気相成長法によるＧａＡ
ｓ結晶もしくはＡｌＧａＡｓ結晶への炭素添加結晶成長
方法において、有機金属ガスであるトリメチルアンチモ
ン（ＴＭＳｂ）もしくはトリメチルインジウム（ＴＭＩ
ｎ）を上記ＧａＡｓ結晶もしくはＡｌＧａＡｓ結晶の成
長ガスとともに供給するものである。
化合物半導体結晶成長方法は、気相成長法によるＧａＡ
ｓ結晶もしくはＡｌＧａＡｓ結晶への炭素添加結晶成長
方法において、有機金属ガスであるトリメチルアンチモ
ン（ＴＭＳｂ）もしくはトリメチルインジウム（ＴＭＩ
ｎ）を上記ＧａＡｓ結晶もしくはＡｌＧａＡｓ結晶の成
長ガスとともに供給するものである。
【０００７】
【作用】本発明においては、従来の５００℃という温度
に比べて、例えば６５０℃というような高温で成長させ
ても、高濃度に炭素不純物を結晶中に添加させることが
できる。
に比べて、例えば６５０℃というような高温で成長させ
ても、高濃度に炭素不純物を結晶中に添加させることが
できる。
【０００８】本発明は、気相法による高濃度炭素不純物
添加III・V 族化合物半導体薄膜の成長において、炭素不
純物供給源としてトリメチルアンチモンあるいはトリメ
チルインジウムのような母結晶の格子定数を大きくする
ようなIII 族またはＶ族の等電荷元素を用いることを最
も主要な特徴とする。
添加III・V 族化合物半導体薄膜の成長において、炭素不
純物供給源としてトリメチルアンチモンあるいはトリメ
チルインジウムのような母結晶の格子定数を大きくする
ようなIII 族またはＶ族の等電荷元素を用いることを最
も主要な特徴とする。
【０００９】
【実施例】図１は本発明を実施するための装置の一例を
示す概略図である。この図で、１は反応容器、２は加熱
用の高周波コイル、３はガス供給口、４はガス排気口、
５〜９はガスボンベで、それぞれトリメチルアンチモン
（ＴＭＳｂ），トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ），ト
リメチルガリウム（ＴＭＧａ），アルシン（ＡｓＨ
3 ），トリメチルひ素（ＴＭＡｓ）の各ガスが充填され
ている。なお、図１は従来例の説明も行えるように、Ｔ
ＭＡｓのガスボンベ９も示してある。ただし、ドーパン
トガスのガスボンベは省略してある。５ａ〜９ａは開閉
用のバルブ、１０は半絶縁性ＧａＡｓ基板（以下、単に
基板という）、２０は基板支持部材を示す。
示す概略図である。この図で、１は反応容器、２は加熱
用の高周波コイル、３はガス供給口、４はガス排気口、
５〜９はガスボンベで、それぞれトリメチルアンチモン
（ＴＭＳｂ），トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ），ト
リメチルガリウム（ＴＭＧａ），アルシン（ＡｓＨ
3 ），トリメチルひ素（ＴＭＡｓ）の各ガスが充填され
ている。なお、図１は従来例の説明も行えるように、Ｔ
ＭＡｓのガスボンベ９も示してある。ただし、ドーパン
トガスのガスボンベは省略してある。５ａ〜９ａは開閉
用のバルブ、１０は半絶縁性ＧａＡｓ基板（以下、単に
基板という）、２０は基板支持部材を示す。
【００１０】（実施例１）炭素不純物供給源として、Ｔ
ＭＳｂを用いる場合について説明する。ガスボンベ７，
８のバルブ７ａ，８ａを開いて、反応容器１内にＴＭＧ
ａガス，ＡｓＨ3ガスを送りバッファ層を形成し、次い
でガスボンベ５のバルブ５ａを開いてＴＭＳｂガスを送
る。成長温度は６５０℃、流量はＴＭＳｂガスは０．４
ｃｃｍ，ＴＭＧａガスは１．５ｃｃｍ，ＡｓＨ3 ガスは
４．０ｃｃｍとした。
ＭＳｂを用いる場合について説明する。ガスボンベ７，
８のバルブ７ａ，８ａを開いて、反応容器１内にＴＭＧ
ａガス，ＡｓＨ3ガスを送りバッファ層を形成し、次い
でガスボンベ５のバルブ５ａを開いてＴＭＳｂガスを送
る。成長温度は６５０℃、流量はＴＭＳｂガスは０．４
ｃｃｍ，ＴＭＧａガスは１．５ｃｃｍ，ＡｓＨ3 ガスは
４．０ｃｃｍとした。
【００１１】図２に結晶が成長した基板１０の断面図を
示す。図２で、１１はバッファ（ＧａＡｓ）層、１２は
炭素添加（ｐ形ＧａＡｓ）層を示す。
示す。図２で、１１はバッファ（ＧａＡｓ）層、１２は
炭素添加（ｐ形ＧａＡｓ）層を示す。
【００１２】図３に実施例１における炭素添加ＧａＡｓ
層の炭素濃度の深さ方向分布を、二次イオン質量分析法
により測定した結果を示す。図３で横軸は基板１０の表
面からの距離であり、Ｏは基板１０と成長結晶の界面、
プラスは成長結晶側、マイナスは基板１０側を示し、縦
軸は結晶中炭素濃度を示す。
層の炭素濃度の深さ方向分布を、二次イオン質量分析法
により測定した結果を示す。図３で横軸は基板１０の表
面からの距離であり、Ｏは基板１０と成長結晶の界面、
プラスは成長結晶側、マイナスは基板１０側を示し、縦
軸は結晶中炭素濃度を示す。
【００１３】図３から、ＴＭＳｂを供給していないバッ
ファ層１１のＧａＡｓの炭素濃度は基板１０の濃度と同
じで、検出限界（５×１０16ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 ）以下
である。ＴＭＳｂを供給した炭素添加層１２には深さ方
向に均一に分布した高濃度（１×１０18ａｔｏｍｓ／ｃ
ｍ3 ）な炭素不純物が検出された。このように、本発明
の方法では、ＴＭＳｂの供給層だけに炭素不純物を均一
に高濃度添加することができることがわかる。
ファ層１１のＧａＡｓの炭素濃度は基板１０の濃度と同
じで、検出限界（５×１０16ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 ）以下
である。ＴＭＳｂを供給した炭素添加層１２には深さ方
向に均一に分布した高濃度（１×１０18ａｔｏｍｓ／ｃ
ｍ3 ）な炭素不純物が検出された。このように、本発明
の方法では、ＴＭＳｂの供給層だけに炭素不純物を均一
に高濃度添加することができることがわかる。
【００１４】比較のために、従来のＴＭＡｓを用いた炭
素添加法で結晶成長を行った。図１でガスボンベ６とガ
スボンベ８を用いた。６５０℃で成長したＧａＡｓ結晶
の炭素濃度は６×１０16ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 で、基板１
０の濃度（５×１０16ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 ）とほぼ同じ
であり、ほとんど添加できないことがわかる。また、同
様として、従来のＴＭＧａを用いた炭素添加法により６
５０℃で成長したＧａＡｓ結晶の場合でも、炭素濃度は
１×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 と、本発明の方法より１
桁低い濃度の結晶である。
素添加法で結晶成長を行った。図１でガスボンベ６とガ
スボンベ８を用いた。６５０℃で成長したＧａＡｓ結晶
の炭素濃度は６×１０16ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 で、基板１
０の濃度（５×１０16ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 ）とほぼ同じ
であり、ほとんど添加できないことがわかる。また、同
様として、従来のＴＭＧａを用いた炭素添加法により６
５０℃で成長したＧａＡｓ結晶の場合でも、炭素濃度は
１×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 と、本発明の方法より１
桁低い濃度の結晶である。
【００１５】このように、従来の炭素添加方法によるＧ
ａＡｓ結晶の場合、炭素不純物は高品質が得られる高温
成長においてはほとんど添加できないか、あるいは添加
できても低濃度に限られることがわかる。
ａＡｓ結晶の場合、炭素不純物は高品質が得られる高温
成長においてはほとんど添加できないか、あるいは添加
できても低濃度に限られることがわかる。
【００１６】本発明のＴＭＳｂを用いた炭素不純物添加
法によるＧａＡｓ結晶の品質は、成長温度が従来の炭素
添加法による結晶よりも約１５０℃高いため、非常に良
いことがフォトルミネッセンス（略ＰＬ）法による強い
ピーク強度から確認された。アンチモンは、ＧａＡｓ結
晶中に取り込まれにくく、結晶中濃度はオージェ電子分
光分析法の検出した限界に近い数％である。ＧａＡｓ中
の数％のアンチモンは、ＧａＡｓのバンドギャップに影
響を及ぼさないため、混入しても問題とならない。
法によるＧａＡｓ結晶の品質は、成長温度が従来の炭素
添加法による結晶よりも約１５０℃高いため、非常に良
いことがフォトルミネッセンス（略ＰＬ）法による強い
ピーク強度から確認された。アンチモンは、ＧａＡｓ結
晶中に取り込まれにくく、結晶中濃度はオージェ電子分
光分析法の検出した限界に近い数％である。ＧａＡｓ中
の数％のアンチモンは、ＧａＡｓのバンドギャップに影
響を及ぼさないため、混入しても問題とならない。
【００１７】（実施例２）本発明の第２の実施例につい
て説明する。この実施例では、図１のガスボンベ６を用
いて炭素不純物供給源としてＴＭＩｎを用いた。この場
合の炭素添加ｐ形ＧａＡｓ結晶中の炭素濃度の深さ方向
分布を二次元イオン質量分析法により測定した結果を図
４に示す。成長温度は６５０℃、原料供給量はＴＭＩｎ
０．０１ｃｃｍ、ＴＭＧａ１．５ｃｃｍ、ＡｓＨ3 ４．
０ｃｃｍである。基板１０は無添加半絶縁性ＧａＡｓで
ある。
て説明する。この実施例では、図１のガスボンベ６を用
いて炭素不純物供給源としてＴＭＩｎを用いた。この場
合の炭素添加ｐ形ＧａＡｓ結晶中の炭素濃度の深さ方向
分布を二次元イオン質量分析法により測定した結果を図
４に示す。成長温度は６５０℃、原料供給量はＴＭＩｎ
０．０１ｃｃｍ、ＴＭＧａ１．５ｃｃｍ、ＡｓＨ3 ４．
０ｃｃｍである。基板１０は無添加半絶縁性ＧａＡｓで
ある。
【００１８】ＴＭＩｎを供給していないバッファ層１１
のＧａＡｓの炭素濃度はＧａＡｓ基板の濃度と同じで、
検出限界（５×１０16ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 ）以下であ
る。ＴＭＩｎを供給したＧａＡｓ層（炭素添加ＧａＡｓ
層）には、深さ方向に均一に分布した高濃度（７×１０
17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 ）な炭素不純物が検出された。こ
のように、本発明の方法では、ＴＭＩｎの供給層だけに
炭素不純物を均一に高濃度添加することができることが
わかる。
のＧａＡｓの炭素濃度はＧａＡｓ基板の濃度と同じで、
検出限界（５×１０16ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 ）以下であ
る。ＴＭＩｎを供給したＧａＡｓ層（炭素添加ＧａＡｓ
層）には、深さ方向に均一に分布した高濃度（７×１０
17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 ）な炭素不純物が検出された。こ
のように、本発明の方法では、ＴＭＩｎの供給層だけに
炭素不純物を均一に高濃度添加することができることが
わかる。
【００１９】従来のＴＭＡｓやＴＭＧａを用いた炭素添
加法により６５０℃で成長したＧａＡｓ結晶の炭素濃度
については図１で説明したので省略する。
加法により６５０℃で成長したＧａＡｓ結晶の炭素濃度
については図１で説明したので省略する。
【００２０】本発明によるＴＭＩｎを用いた炭素不純物
添加法によるＧａＡｓ結晶の品質は、成長温度が従来の
炭素添加法による結晶よりも約１５０℃高いため、非常
に良いことがフォトルミネッセンス（略ＰＬ）法による
強いピーク強度から確認された。インジウムの結晶中濃
度は、オージェ電子分光分析法の検出した限界に近い数
％である。ＧａＡｓ中の数％のインジウムは、ＧａＡｓ
のバンドギャップに影響を及ぼさないため混入しても問
題とならない。
添加法によるＧａＡｓ結晶の品質は、成長温度が従来の
炭素添加法による結晶よりも約１５０℃高いため、非常
に良いことがフォトルミネッセンス（略ＰＬ）法による
強いピーク強度から確認された。インジウムの結晶中濃
度は、オージェ電子分光分析法の検出した限界に近い数
％である。ＧａＡｓ中の数％のインジウムは、ＧａＡｓ
のバンドギャップに影響を及ぼさないため混入しても問
題とならない。
【００２１】本発明のＡｌＧａＡｓへのＴＭＳｂおよび
ＴＭＩｎを用いた炭素不純物添加法は、ＴＭＳｂおよび
ＴＭＩｎを用いたＧａＡｓ結晶の場合と同じ条件で、母
結晶を構成するＡｌ供給源のトリメチルアルミニウムを
追加するだけであるので、特に説明を要しない。結晶の
炭素不純物濃度は、ＡｌＧａＡｓの場合、ＧａＡｓより
１桁多い濃度が得られる。結晶品質はＧａＡｓの場合と
同様に、高品質である。
ＴＭＩｎを用いた炭素不純物添加法は、ＴＭＳｂおよび
ＴＭＩｎを用いたＧａＡｓ結晶の場合と同じ条件で、母
結晶を構成するＡｌ供給源のトリメチルアルミニウムを
追加するだけであるので、特に説明を要しない。結晶の
炭素不純物濃度は、ＡｌＧａＡｓの場合、ＧａＡｓより
１桁多い濃度が得られる。結晶品質はＧａＡｓの場合と
同様に、高品質である。
【００２２】図５はＧａＡｓの格子定数に対する不純物
（炭素，アンチモン，インジウム）濃度の影響を計算し
た結果を示す図である。炭素はＧａＡｓの格子定数を小
さくし、アンチモンとインジウムは逆に格子定数を大き
くする。このため、基板１０より格子定数の小さい炭素
添加結晶は拡張歪みを生じるが、アンチモンとインジウ
ムは逆に格子定数を大きくするため、炭素添加による拡
張歪みを開放させる効果があることがわかる。この計算
結果をもとに、本発明により成長させた高濃度（５×１
０19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 ）炭素添加ＧａＡｓ結晶では、
格子定数が約０．０１オングストローム小さくなり拡張
歪みを生じるが、同時に混入する約２％のＳｂにより、
格子定数はＧａＡｓとほぼ一致する。このため、歪や転
位の発生は観察されなかった。
（炭素，アンチモン，インジウム）濃度の影響を計算し
た結果を示す図である。炭素はＧａＡｓの格子定数を小
さくし、アンチモンとインジウムは逆に格子定数を大き
くする。このため、基板１０より格子定数の小さい炭素
添加結晶は拡張歪みを生じるが、アンチモンとインジウ
ムは逆に格子定数を大きくするため、炭素添加による拡
張歪みを開放させる効果があることがわかる。この計算
結果をもとに、本発明により成長させた高濃度（５×１
０19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 ）炭素添加ＧａＡｓ結晶では、
格子定数が約０．０１オングストローム小さくなり拡張
歪みを生じるが、同時に混入する約２％のＳｂにより、
格子定数はＧａＡｓとほぼ一致する。このため、歪や転
位の発生は観察されなかった。
【００２３】図６はＴＭＳｂとＴＭＡｓをそれぞれ用い
て成長した同一濃度（５×１０19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 ）
の炭素不純物を含むＧａＡｓ表面荒さの測定結果を示
す。ＴＭＡｓを用いた炭素添加ＧａＡｓに拡張歪により
発生した転位によるハッチパターンが観察され、これに
対応した表面の凹凸が観測できる。一方、ＴＭＳｂを用
いた炭素添加ＧａＡｓにはハッチパターンは見られな
い。したがって、表面の凹凸もない。このことから、本
発明のように、アンチモンやインジウムを用いると格子
定数が整合するため、転位の発生しない極めて有効な炭
素不純物添加法であるといえる。
て成長した同一濃度（５×１０19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 ）
の炭素不純物を含むＧａＡｓ表面荒さの測定結果を示
す。ＴＭＡｓを用いた炭素添加ＧａＡｓに拡張歪により
発生した転位によるハッチパターンが観察され、これに
対応した表面の凹凸が観測できる。一方、ＴＭＳｂを用
いた炭素添加ＧａＡｓにはハッチパターンは見られな
い。したがって、表面の凹凸もない。このことから、本
発明のように、アンチモンやインジウムを用いると格子
定数が整合するため、転位の発生しない極めて有効な炭
素不純物添加法であるといえる。
【００２４】このような格子定数の整合効果は、ＴＭＩ
ｎを用いた炭素添加ＧａＡｓの場合や、ＴＭＳｂないし
ＴＭＩｎを用いた炭素添加ＡｌＧａＡｓにも同様な効果
があることは説明を要しない。
ｎを用いた炭素添加ＧａＡｓの場合や、ＴＭＳｂないし
ＴＭＩｎを用いた炭素添加ＡｌＧａＡｓにも同様な効果
があることは説明を要しない。
【００２５】以上の結果から明らかなように、本発明で
は、結晶成長温度を従来の炭素添加法よりも高くでき、
しかも格子整合結晶を得ることができるため、結晶品質
に優れた高濃度炭素添加結晶を得ることができる。
は、結晶成長温度を従来の炭素添加法よりも高くでき、
しかも格子整合結晶を得ることができるため、結晶品質
に優れた高濃度炭素添加結晶を得ることができる。
【００２６】
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による炭素
添加化合物半導体薄膜の結晶成長方法では、結晶成長を
高温で行えることや、炭素と同時に混入する、例えばア
ンチモンやインジウムが格子定数の整合効果があること
などにより、高品質の高濃度炭素添加ＧａＡｓ結晶もし
くはＡｌＧａＡｓ結晶が得られる。よって、低抵抗のＧ
ａＡｓ結晶もしくはＡｌＧａＡｓ結晶が容易に実現でき
る利点がある。これを応用することにより、急峻なｐｎ
接合を持つ高性能な半導体デバイスを製造することがで
きる。ｐ形ＧａＡｓ系結晶に応用した場合、低抵抗のベ
ース層が容易に実現できることから、高性能なヘテロ接
合バイポーラトランジスタが製作できる。
添加化合物半導体薄膜の結晶成長方法では、結晶成長を
高温で行えることや、炭素と同時に混入する、例えばア
ンチモンやインジウムが格子定数の整合効果があること
などにより、高品質の高濃度炭素添加ＧａＡｓ結晶もし
くはＡｌＧａＡｓ結晶が得られる。よって、低抵抗のＧ
ａＡｓ結晶もしくはＡｌＧａＡｓ結晶が容易に実現でき
る利点がある。これを応用することにより、急峻なｐｎ
接合を持つ高性能な半導体デバイスを製造することがで
きる。ｐ形ＧａＡｓ系結晶に応用した場合、低抵抗のベ
ース層が容易に実現できることから、高性能なヘテロ接
合バイポーラトランジスタが製作できる。
【００２８】特に、アンチモンを含む炭素添加ＧａＡｓ
の場合は、価電子帯不連続量が大きいことから、ショッ
トキ障壁高さが炭素だけを添加したＧａＡｓよりも低下
するため、金属（電極）との接触抵抗が減少し、良好な
オーミック接合が得やすい。
の場合は、価電子帯不連続量が大きいことから、ショッ
トキ障壁高さが炭素だけを添加したＧａＡｓよりも低下
するため、金属（電極）との接触抵抗が減少し、良好な
オーミック接合が得やすい。
【図１】本発明を実施するための装置の一例を示す概略
図である。
図である。
【図２】結晶成長させた基板の例を示す断面図である。
【図３】トリメチルアンチモンを用いたＧａＡｓ結晶中
の炭素濃度の深さ方向分布の測定結果で、従来の方法に
より成長した結晶との比較を示したものである。
の炭素濃度の深さ方向分布の測定結果で、従来の方法に
より成長した結晶との比較を示したものである。
【図４】トリメチルインジウムを用いたＧａＡｓ結晶中
の炭素濃度の深さ方向分布の測定結果で、従来の方法に
より成長した結晶との比較して示したものである。
の炭素濃度の深さ方向分布の測定結果で、従来の方法に
より成長した結晶との比較して示したものである。
【図５】ＧａＡｓ結晶中の格子定数に対する不純物（炭
素，アンチモン，インジウム）の影響を計算した結果を
示す図である。
素，アンチモン，インジウム）の影響を計算した結果を
示す図である。
【図６】トリメチルアンチモンを用いた炭素添加ＧａＡ
ｓとトリメチルひ素を用いた炭素添加ＧａＡｓの表面荒
さ測定結果を示す。
ｓとトリメチルひ素を用いた炭素添加ＧａＡｓの表面荒
さ測定結果を示す。
１ 反応容器 ２ 高周波コイル ３ ガス供給口 ４ ガス排気口 ５ ガウボンベ ６ ガスボンベ ７ ガスボンベ ８ ガスボンベ ９ ガスボンベ １０ 基板 １１ バッファ層 １２ 炭素添加層 ２０ 基板支持部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−203520（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−110829（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−7614（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−146680（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/205
Claims (1)
- 【請求項１】 気相成長法によるＧａＡｓ結晶もしくは
ＡｌＧａＡｓ結晶への炭素添加結晶成長方法において、
有機金属ガスであるＴＭＳｂもしくはＴＭＩｎを上記Ｇ
ａＡｓ結晶もしくはＡｌＧａＡｓ結晶の成長ガスととも
に供給することを特徴とする炭素添加化合物半導体結晶
成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03271907A JP3131929B2 (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 炭素添加化合物半導体結晶成長方法 |
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